工程流体力学答案详解

dA?2?rdh2?tg??hdh

cos?co?sdu?r? dy?设在间隙δ内的流速为线性变化,即速度梯度为 则在微元高度dh范围内的力矩为

?r2?tg?2???tg3?3?hdh???hdh dM?r?dA?r??cos??co?s积分上式,得作用于圆锥体的阻力矩为

???tg3?3.14?0.1?160.634??H???0.54?39.6N?m M?2?cos?2?0.0010.8571-16 空气中水滴直径为0.3mm时,其内部压力比外部大多少? 已已知知::d=0.3mm,σ=0.0728N/m。 解解析析::水滴内部与外部的压力差为 ?p?2?2?0.0728??971Pa R0.15?10?31-17 在实验室中如果用内径0.6cm和1.2cm的玻璃管作测压管,管中水位由于毛细管现象而引起的上升高度各为多少?

已已知知::d1=0.6cm;d2=1.2cm,σ=0.0728N/m,θ=0°。

解解析析::由(1-30)式,得管中水位由于毛细管现象而引起的上升高度分别为

4?cos?4?0.0728?cos0? h1???4.95?10?3m?5mm

?gd11000?9.81?0.0064?cos?4?0.0728?cos0? h2???2.47?10?3m?2.5mm

?gd21000?9.81?0.0121-18 两块竖直的平行玻璃平板相距1mm,求其间水的毛细升高值。 已已知知::δ=1mm,σ=0.0728N/m,θ=0°。

解解析析::设两块玻璃板的宽度均为l,由水柱的重量与表面张力的垂直分量相平衡,可得 2l?cos??lh??g

2?cos?2?0.0728?cos0? h???0.0148m?14.8mm

?g?1000?9.81?0.001第二章 流体静力学

???2-1 质量为1000kg的油液(S=0.9)在有势质量力F??2598i?11310k(N)的作用下

处于平衡状态,试求油液内的压力分布规律。

已已知知::m=1000kg,S=0.9,F??2598i?11310k。 解解析析::油液所受单位质量力的分量分别为

???fx?FxF259811310????2.598N/kg;fy?0;fz?z????11.31N/k gm1000m1000代入(2-8)式,得 dp??(fxdx?fydy?fzdz)??0.9?103?(2.598dx?11.31dz) 积分上式,得 p??(2338.2x?10179z)?C

2-2 容器中空气的绝对压力为pB=93.2kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa。试求玻璃管中水银柱上升的高度hv。

已已知知::pB=93.2kPa,pa=98.1kPa。

解解析析::依据题意列静力学方程,得 pB??汞hv?pa 所以 hv?pa?pB?汞(98.1?93.2)?103??0.0367m?36.7mm

13.6?98102-3 封闭容器中水面的绝对压力为p1=105kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa,A点在水面下6m,试求:(1)A点的相对压力;(2)测压管中水面与容器中水面的高差。

已已知知::p1=105kPa,pa=98.1kPa,h1=6m。

解解析析::(1) 依据题意列静力学方程,得A点的相对压力为

pmA?p1?pa??h1?(105?98.1)?10?9810?6?65760Pa3

(2) 测压管中水面与容器中水面的高差为 h?p1?pa?(105?98.1)?103??0.7m

98102-4 已知水银压差计中的读数Δh=20.3cm,油柱高h=1.22m,油的重度γ油=9.0kN/m3,试求:(1)真空计中的读数pv;(2)管中空气的相对压力p0。 <

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